从流星到流星监测网络从流星现象出发“初凉宜夜透

从流星现象出发
“初凉宜夜透衣罗，时见流星度绛河” 。流星是大众喜闻乐见的天文事件。宁静的夜晚，于庭院中手捧一杯香茗，赏流星瞥过，不可谓不惬意。
需要说明的是，流星是流星体带来的一种现象。当流星体进入地球大气燃烧时就是我们见到的流星了。在2017年4月， IAU（国际天文联合会）对流星体的定义进行了正式的修订：在行星际空间中移动的固体物体，其尺寸在30微米至1米之间。
实际上闯入地球的流星体绝大部分是沙子或者谷粒大小，一入大气则荡然无存，燃烧的亮度不少在-1等左右。较为罕见的是火流星，宿主块头要大一些，在大气中烧的虽所剩无几，却往往留有遗骸，有些亮度可达-14等以上，比满月还要亮一百倍。
按照周期性的不同，流星可以分为偶发流星和流星雨。对于一个特定的流星雨，它们在天空中划过的轨迹延长线几乎交于一点，我们称这虚拟的点为辐射点，辐射点出现在哪个星座就管它叫什么流星雨。不同的流星雨有着各自的档期，且峰值时期每小时天顶流量（ZHR）往往不同。

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图1.七大流星雨档期示例图，目前最值得期待的是英仙座和双子座流星雨（图源：自绘）
那么这些流星雨从何而来呢？这恐怕还与太空“脏雪球”——彗星有关。
彗星一般在一个椭率很高的轨道上运行，且并非铁板一块的刚体，当它经受行星或太阳较大的潮汐力时，会瓦解出一些碎片出来；亦或者临近太阳温度升高，容易形成十分广阔弥散的尘埃慧尾，这些彗尾小颗粒会逐渐散落至轨道各处。当彗星的轨道和地球轨道有重叠，且地球行进到此处时，这些小颗粒平行坠入大气就带来了流星雨。以英仙座流星雨为例，早在公元36年就被中国史料记载，后被证实其母体来自轨道周期为133年的109P彗星（又称Swift–Tuttle彗星）。

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图2.以Swift–Tuttle彗星为例的流星雨形成原理示意图（图源：duluthnewstribune.com）
背后蕴藏的研究价值
流星除了可以寄托我们对美好生活的向往，同样有着不菲的研究价值。
从现象学的角度来看，我们还不能对各大流星雨的流量做出准确预测，对烟花般壮观的流星暴(ZHR>1,000)的流量预测更是难上加难，这些都有待长期观测才能给出更好的模型。在偶发流星问题上，随着观测的积累，我们也发现很多偶发流星并不偶然，很多也属于特定流星雨的一部分。截止到2021年6月，已经有112个流星雨得到认证。

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图3.两幅对1833年狮子座流星暴的形象描绘作品（图源：wikipedia/Leonids）
而天文学研究上，观测流星体具有重要意义。首先，从彗星角度，我们尚且不知流星体的碎片具体来自彗星何处，面对分裂的动力学细节还存疑惑，需要等待更多观测数据的积累才能得知。其次，从太阳系角度，观测流星体可以得到新的研究启发。与饱经风霜的行星相比，流星体和陨石只是碎片，它们自形成之初没经历什么演化，显得非常的“原始” ，通过观测它们可以更好地探究行星形成、太阳系起源等有关课题。

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图4.观测流星可以揣测太阳系大小天体质量分布情况。图为利用双站观测得到的不同流星体的质量（对数）与流量的关系图，实线和虚线是两个模型的导出结果，圆点是观测结果（图源：参考文献[6]fig13）